Работа с нивелиром в дорожном строительстве. Как пользоваться лазерным уровнем (нивелиром, построителем плоскостей). Особенности ротационных моделей

Профессиональный лазерный уровень должен отвечать более высоким требованиям:

• точность измерения ±0,1 мм/м и выше. Большие расстояния на местности дают увеличение погрешности;
• работа с приёмником для увеличения видимости луча, дальности работы от 300 метров;
• высокий класс защиты от пыли и влаги;
• устройство дистанционного управления;
• лазерный отвес.

Ротационный прибор обеспечивает охват в 360 градусов. Соответственно, профессиональные приборы отличает и более высокая стоимость.

Полезные видео

Подготовка, приведение прибора в рабочее положение:

Установка нивелира в рабочее положение заключается в приведении визирной оси в горизонтальное положение. Для этого штатив с закрепленным на нем ниве­лиром, ставят так, чтобы верхняя плоскость головки была гори­зонтальной, а ножки плотно вогнаны в землю. Затем с помощью подъемных винтов пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт. Зрительную трубу располагают параллельно двум подъемным винтам и, вращением их в противоположные стороны (внутрь или наружу) выводят пузырек на середину в направлении параллельном этим винтам. Затем, не поворачивая зрительную трубу, работают одним третьим винтом.

Окончательное приведение визирной оси в горизонтальное положение выполняют непосредственно перед снятием отсчета по рейке путем приведения в нуль-пункт пузырька цилиндрического (контактного) уровня элевационным винтом. Изображение концов пузырька цилиндрического уровня при помощи системы призм передается в поле зрения зрительной трубы. Когда пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте, изображения концов пузырька совмещены (рис.2.2) и визирная ось зрительной трубы находится в горизонтальном положении. При отклонении пузырька уровня от нуль-пункта концы цилиндрического уровня расходятся.

Зрительная труба подготавливается к наблюдению при помощи вращения кольца окуляра (резкость сетки нитей) и вращения фокусирующего винта (резкость наблюдаемого объекта).

Нивелир никогда точно не центрируют над точкой по отвесу. Каждый раз перед взятием отсчета по рейке совмещают изображения концов пузырь­ка контактного уровня с помощью элевационного винта.

2.4 Поверки нивелира

Перед началом работы с нивелиром необходимо убедиться, что взаимное положение осей прибора (рис. 2.3) соответствует его принципиальной конструктивной схеме. Для этого выполняют поверки нивелира.

1. Поверка круглого уровня

Условие. Ось круглого уровня (КК 1) должна быть параллельна вертикальной оси вращения нивелира (ВВ 1), (рис. 2.3).

Выполнение. Поверка выполняется поворотом нивелира вокруг вертикаль­ной оси на 180° после установки его в рабочее положение.

Допуск. Пузырек уровня может отклоняться от центра не более, чем на одно деление.

Исправление. Так как после поворота уровня на 180° фиксируется двой­ной угол отклонения, то исправительными винтами, (которые находятся под круглым уровнем) пузырек сле­дует возвратить на половину отклонения от центра, после чего вновь подъемными винтами пузырек устанавливают на середину и повторяют поверку.

Рис. 2.3 Схема основных осей нивелира

2.4.2 Поверка сетки нитей

Условие. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения нивелира (BB 1), а вертикальная - параллельна ей (рис. 2.3).

Выполнение. Поверку первым способом выполняют перемещением трубы по азимуту микрометренным винтом с одновременным наблюдением замеченной точки (А) или отсчета по рейке, установленной на твердую основу в 25+30 метрах от нивелира.

Поверку вторым способом выполняют подвешивая отвес в защищенном от ветра месте и совмещают верти­кальную нить с линией отвеса.

Допуск. При уклонениях, заметных для глаза наблюдателя, или при изменениях отсчета по рейке более чем на 1мм, выполняется исправление.

Исправление. Исправление производят поворотом сеточного кольца, пред­варительно сняв крышку окуляра и ослабив винты крепления коль­ца. При втором способе поверки исправление производится легче, так как мы видим расположение всей нити отвеса.

Многие начинающие строители хотят знать, как пользоваться нивелиром. Чтобы научиться работать с данным приспособлением, достаточно лишь изучить основы и испытать устройство. После этого даже новички в строительстве смогут выполнять точные измерения не хуже специалистов.

Нивелирование местности необходимо для определения ровной поверхности.

Элементы, которые нужны для нивелирования:

• обыкновенный нивелир;
• штатив;
• планки;
• линейка.

Как правильно нивелировать на местности?

Нивелиры – это группа приспособлений, которые можно использовать для того, чтобы проверить ровность поверхности или определить точное положение некоторых предметов по высоте . Предметами могут быть и случайные метки или участки земного основания, необязательно использовать конкретные ориентиры.

Цель любого способа нивелирования заключается в определении разницы высот между отметками возводимой постройки.

От величины подобного превышения и правильного ее измерения будет зависеть качество строительных работ. От предполагаемой нулевой отметки нижнего этажа постройки можно определить глубину фундамента, сток грунтовых вод и т. д.

Варианты нивелирования на местности:

1. Гидростатические измерения. Основаны на свойстве одинакового размещения жидкости в сочетаемых сосудах. Имеют 100%-ю точность и позволяют производить измерения за пределами видимости между выбранными метками. Данный способ замеров предполагает прокладку и заполнение специальной жидкостью протяженных трубок, что далеко не всегда удобно выполнить. Поэтому такой метод используется крайне редко.
2. Тригонометрический способ, в котором применяется поворотный теодолит. Преимущество данного способа в том, что замеры можно выполнить самостоятельно. Подобные измерения можно вести по углам, однако разобраться с этим устройством намного сложнее, чем с обыкновенным или лазерным нивелиром. Следует учесть и то, что стоит оно очень дорого.
3. Барометрические замеры используются в процессе составления плана и выполнения разметки крупногабаритных комплексов архитектуры. В этом случае для выполнения замеров надо будет приобрести барометры и установить программу на компьютер. Измерения этим способом в приватном жилищном строительстве практически не выполняются, так как элементы, необходимые для выполнения работ, стоят недешево.
4. Геометрический способ позволяет измерять углы возвышения при помощи простейших нивелиров. Замеры правильно производить в единой плоскости. В данном случае специалисты устанавливают отметки, перемещают их с одного места на другое и вносят записи в журнал измерений.

Простота измерений с помощью простейшего нивелира, его совместимость с потребностями возведения домов сделали данное устройство наиболее востребованным при проектировании работ различных видов – от заливки основания до определения точности двускатной кровли.

Для работы с обыкновенным нивелиром обязательно нужен напарник, который будет держать линейку. Исключением является использование тригонометрического способа.

Конструкция нивелира

Нивелир имеет простую конструкцию. На прочной треноге размещается оптический узел, в который встроена система линз.

На сторонах планки нанесена градуировка. С внешней стороны разметка выполнена в метрической системе измерений, а с обратной – в дюймовой. Планку следует устанавливать специальной меткой на нижней скобе в центр точки замеров. Чтобы было удобнее удерживать приспособление на этой точке, нужно использовать специальные рукоятки.

В корпус инструмента встроены приспособления для определения уровня. Квалифицированный специалист время от времени сверяется со значениями, которые показывают датчики. Если есть необходимость, наклон оптического узла можно отрегулировать при помощи рукояток. Это дает возможность выявить отклонение приспособления от точного размещения на территории. В результате не нужно будет проводить измерения заново.

Наиболее простыми и экономичными являются нивелиры с цилиндрическим уровнем.

В бюджетных моделях предусматривается только один уровень, однако их может быть и несколько. Более дорогими являются конструкции с автоматической компенсацией погрешностей монтажа. С устройствами подобного типа удобно работать на проблемных почвах. Конструкции с электронным приспособлением для замеров понадобятся исключительно в процессе профессионального проектирования больших зданий. Их сложно настраивать и использовать.

Группы современных приспособлений

По классу точности замеров все нивелиры условно разделяются на три главные группы:

1. Технические приспособления. Имеют маркировку Н-10, Н-12 и т. д.
2. Точные устройства. Имеют маркировку от Н-3 до Н-9.
3. Особо точные устройства. Имеют маркировку от Н-05 до Н-2.5.

Цифры в маркировках обозначают огрехи измерений в мм/км. Следовательно, даже техническое оборудование будет давать отклонение приблизительно 1 см на 1 км расстояния до объекта. Этого будет достаточно для того, чтобы выполнить правильное планирование большинства работ по строительству.

Более современной конструкцией является лазерный уровень. Вместо пузырька воздуха в воде будет находиться поплавок с лазерной указкой. Поплавок, который погружается в воду, всегда располагается в горизонтальном положении по отношению к почве. Следовательно, в процессе использования понадобится вертикально установить лазерное приспособление, включить его, закрепить рабочее положение светящийся метки, а дальше исходить из этого ориентира. Инструмент можно поворачивать в любую сторону. Перепады высот измеряются обыкновенной линейкой. На монтаж лазерного уровня уходит меньше времени, поэтому все замеры можно производить быстрее.

Если постараться, то с помощью лазерного уровня можно выполнить замеры самостоятельно, без привлечения помощника. Это является большим преимуществом данного приспособления. Недостатком конструкции является то, что она зависит от источников электроэнергии, аккумуляторов или солнечных батарей. Если трясти устройство, то может сбиться калибровка. В таком случае лазерная указка сместится по отношению к поплавку. Следует понимать, что это может привести к погрешностям.

Последовательность измерений с использованием стандартного нивелира

Сначала выполняется монтаж штатива. Болты для крепежа на ножках нужно ослабить, так как устройство достаточно часто приходится монтировать на пересеченной территории. После этого следует выдвинуть упоры на нужную длину и зажать винты для фиксации на всех опорах. Немалая часть инструментов снабжена креплениями для корректировки каждой ножки штатива. С их помощью можно выполнить точную настройку расположения по горизонтали верхнего основания.

Производится установка нивелира на поверхность. Путем прокручивания болтов понадобится получить точное, центральное положение уровня по отношению к меткам. Чтобы было удобнее работать, первым делом надо выставить пузырек в одном окне, не принимая во внимание остальные. После этого выполняется настройка следующего уровня, при этом важно отслеживать положение первого. В процессе монтажа первый уровень может менять свое расположение. Все действия нужно выполнять не спеша. В результате надо будет добиться горизонтальности на площадке для монтажа.

На следующем этапе выполняется фокусировка оптического узла. Перед использованием данного приспособления понадобится выполнить настройку нивелира, выставить расположение окуляра выровненной зрительной трубки по зрению пользователя. Каждый человек имеет свое значение остроты глаз. Это касается даже тех людей, которые не носят очков. Фокусировка обыкновенного устройства для замеров производится таким образом: приспособление надо навести на элемент больших размеров, после чего надо изменять настройки до тех пор, пока сеть не будет отображаться на предмете со 100%-й четкостью. Далее подобные действия следует повторить на планках, которые монтируются уже в других местах. Подобные действия по настройке фокусировки на предметах, которые по-разному освещаются, помогут производить точные измерения в будущем.

После этого можно будет измерить и зафиксировать наблюдения. Когда приспособление смонтировано и сфокусировано, можно приступать к проведению всех инженерных измерений. Несколько планок нужно установить спереди и сзади используемого устройства. Передняя покажет пользователю значение высоты, которая измеряется. Прежде всего, инструмент надо навести на черную сторону дальней планки. После того как будет выполнена фокусировка, следует записать полученные данные по дальнему штриху. После этого надо сфокусироваться на передней (главной) планке.

На следующем этапе надо будет зафиксировать средний показатель.

Обыкновенный нивелир многим опытным специалистам удалось проверить как на мелких, так и на крупных строительных объектах. Можно с уверенностью заявить, что он надежен и точен. Люди пользуются этим устройством уже десятки лет, за это время оно ни разу не подводило. Поэтому нет смысла приобретать дорогостоящие модели, если нужно выполнить замеры в частном строительстве. Использование нивелира не является сложным процессом, нужно лишь знать правильную последовательность действий.

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром, не обязательно оканчивать курсы геодезистов или геологический институт. Достаточно внимательно прочитать эту статью, ознакомиться с видеовставками и поэкспериментировать с прибором, и вы сможете совершать высокоточные измерения не хуже квалифицированного инженера.

Методы нивелирования на местности

Нивелирами называется большая группа приборов, которые используются для определения и фиксации точного положения различных предметов по высоте. Причем предметами могут быть вполне произвольные точки и участки земной поверхности, а не определенные ориентиры.

Задача любого нивелирования состоит в измерении разницы высот между отметками (уровнями) будущего здания (сооружения) . На практике, от величины такого превышения, от его грамотного измерения зависит общее качество строительства. Например, от запланированного «нулевого» уровня первого этажа дома рассчитывается глубина фундамента, сток грунтовых вод, проект дренажной системы, вид и т.д.

Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:

• Гидростатический метод, основанный на свойстве одинакового положения жидкости в сообщающихся сосудах. Обладает высокой точностью и допускает измерение вне пределов прямой видимости между отдельными точками . Гидростатические замеры связаны с необходимостью прокладывать и заполнять жидкостью протяженные шланги и трубки, что не всегда удобно;
• Барометрический метод – применяется при планировании и разметке обширных архитектурных комплексов, нуждается в высокоточных барометрах, специальных компьютерных программах. В личном жилищном строительстве барометрические измерения не используются;
• Тригонометрические замеры посредством хороши тем, что не нуждаются в помощниках с дополнительными рейками. Теодолитные измерения ведутся как по горизонтальным, так и по вертикальным углам, однако освоить этот прибор сложнее, чем обыкновенный нивелир, да и стоимость теодолита в несколько раз выше;
• Геометрические измерения углов возвышения с помощью стандартных нивелиров выполняются только в одной плоскости и требуют установки вспомогательных отметок (тех же реек), их перемещения с места на место и записей в журнале измерений

Простота и надежность замеров обыкновенным нивелиром, его хорошая совместимость с нуждами частного и жилищного строительства делают его наиболее востребованным при проектировании и планировании многих работ – от заливки фундамента до проверки точности двускатной кровли.

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.

В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.

Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.

По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:

• Технические приборы, маркировка Н-10, Н-12 и т.д.;
• Точные приборы, маркировка от Н-3 до Н-9;
• Особо точные приборы, маркировка от Н-05 до Н-2.5.

Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ .

Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих

Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:

Как пользоваться нивелиром - пошаговая схема

Шаг 1: Установка штатива

Крепежные винты на всех трех ножках штатива необходимо расслабить, после чего каждая опора выдвигается на необходимую длину (эта длина может быть разной, ведь нивелир часто приходится устанавливать на пересеченной местности). Верхнюю часть штатива следует выставить в горизонтальное положение, после чего затягиваются фиксирующие винты на всех трех опорах. Большинство приборов снабжается плавными корректирующими креплениями на каждой "штативной ноге", ими выполняют точную настройку горизонтальности верхней площадки.

Шаг 2: Монтаж нивелира

Сама нивелирная труба устанавливается на штатив с помощью нескольких крепежных винтов, после чего предстоит поработать датчиками уровня. Вращением регулировочных винтов необходимо добиться точного, центрального положения пузырьковых уровней относительно нанесенных на них линий. Для удобства сначала выставляют пузырек в одном "окошке", не обращая внимания на другой. Потом настраивают второй уровень, уже отслеживая положение первого, наблюдая, как оно меняется по мере установки. Поэтапно настраивая положение прибора, добиваются его точной горизонтальности на монтажной площадке.

Когда прибор установлен горизонтально точно, выровнен и сфокусирован, приступаем к инженерным изысканиям. Две рейки следует выставить впереди и сзади нашего прибора. Передняя будет показывать значение измеряемой высоты, задняя послужит для градуировки значений. Сначала нивелир наводится на черную сторону задней рейки, после фокусировки записывается значение по среднему и дальномерному штриху. Потом производят фокусировку на переднюю (основную) рейку, фиксируется среднее значение по ее красной стороне. Такой метод называется нивелирование по средней линии , отличается высокой точностью результатов и удобством многократных измерений.